[實用新型]一種可預測和預警管道腐蝕深度的多層復合管道

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220233764.1
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN202597928U
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設計）人: 姜文超;蔣暉;陳正挺;楊帆;宋貞;范日飛;肖敦宇
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學
• 主分類號: F16L9/14
• 分類號: F16L9/14
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

技術領域

本發(fā)明涉及管道腐蝕預測與預警領域，尤其是針對供水管道中的金屬管道腐蝕深度檢測及對腐蝕極限破壞進行預警的系統(tǒng)。?

背景技術

管道的基本功能是用于輸送氣體、液體或帶固體顆粒的流體。根據(jù)管道的材質(zhì)可以分為金屬管、非金屬管、復合管。其中金屬管道在使用中可能發(fā)生腐蝕、疲勞、蠕變、低溫脆斷、材質(zhì)劣化等破壞形式,其中腐蝕破壞最具有普遍性，金屬管道腐蝕破壞不僅引起能量損失，對本身的輸送介質(zhì)也會帶來二次污染。已有技術對金屬管道腐蝕進行預防防護，但是當金屬管道已經(jīng)腐蝕時，不能對已有金屬管道的腐蝕程度進行預測和預警。?

現(xiàn)有對管道腐蝕預測的方法分為兩種：?

1）依據(jù)傳輸介質(zhì)中的幾種參數(shù)建立數(shù)學模型對管道腐蝕進行預測，即BP神經(jīng)網(wǎng)絡組合預測方法、灰色組合模型管道腐蝕速率預測、灰色馬爾可夫理論管道腐蝕剩余壽命預測、粒子群算法的地下管道腐蝕剩余壽命預測等等；

2）直接對腐蝕管道進行檢測，其檢測方法包括如線性極化法腐蝕速率監(jiān)測技術、激光全息檢測技術、電磁超聲法、聲振法、磁阻法、聲發(fā)射等等。

已有的預測方法存在一下弊端：?

1）已有的預測方法不能直接反應管道自身的腐蝕，只能給出一個間接的預測值；

2）檢測過程復雜，有些方法要通過開挖才能直接對管道腐蝕進行檢測，而且設備投入所需資金大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種可直觀預測和預警管道腐蝕深度的多層復合管道，復合管道本身能對腐蝕深度進行直接預測對腐蝕極限破壞進行預警，并能將信號快速傳輸?shù)焦芫W(wǎng)在線運行系統(tǒng)，對管道的腐蝕速率、運行壽命可進行預測和評價。?

本發(fā)明的技術方案如下：?

一種可預測和預警管道腐蝕深度的多層復合管道，所述多層復合管道連接金屬管道之間。所述多層復合管道具有四層不同功能、不同材質(zhì)的管道層，最里一層為襯里層，采用水泥砂漿或聚四氟乙烯材料；中間并列設置兩層，分別是主體管道層，采用鑄鐵或鋼材料，腐蝕深度預測層，采用含示蹤劑的復合材料；最外層為預警層，內(nèi)置測量金屬屬性（如可測試金屬材料導電率、氧化還原電位等指標）的測量探頭，測量管材物理化學性能的變化參數(shù)，其探頭的位置及預警層厚度均由管道破壞等實驗確定。預警層材料與主體管道一致。所述腐蝕深度預測層為在主體管道層中沿管道縱向均勻設置多條含示蹤劑的柱條。在多層復合管道內(nèi)設置的測量探頭，與管內(nèi)的流動介質(zhì)接觸，測定示蹤劑的濃度變化。所述預警層中和多層復合管道內(nèi)設置的測量探頭與管外的檢測電路連接，將收集到的測量信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)SCADA(Supervisory?Control?And?Data?Acquisition)系統(tǒng)傳入管網(wǎng)運行系統(tǒng)。

含示蹤劑的條柱為三角柱條或半圓柱條，所述三角柱的布置方向為一個角與襯里層接觸，一條邊與預警層接觸，所述半圓柱條的布置方向為半圓的頂點與襯里層接觸，半圓的弦邊與預警層接觸，隨著腐蝕深度的增加，三角柱條或半圓柱條暴露的面積逐漸增加，則所產(chǎn)生的測量信號越強烈。?

腐蝕深度測量的原理是：在管道中設置不同的功能層，隨著管道腐蝕深度的增加，流體能與相應的功能層發(fā)生反應，并通過管道外設置的檢測線路進行信號轉(zhuǎn)化和傳輸，將腐蝕信號及預警信號直觀、迅速地傳入管網(wǎng)運行系統(tǒng)。具體是通過在管道中設置含示蹤劑的三角柱，當襯里層被腐蝕后，三角柱中的示蹤劑在輸送介質(zhì)中被檢測出來，且隨著腐蝕深度的加大，三角柱中的示蹤劑在水中的濃度會發(fā)生變化（如濃度逐漸增大），在管內(nèi)設置的探頭檢測示蹤劑的濃度反映管道的腐蝕深度，當腐蝕深度超過管道的極限程度時，傳輸介質(zhì)與預警層接觸，探頭將檢測到預警層中的金屬材料的電導率及氧化還原信號，這些信號通過管外連接的檢測電路收集處理，并將測量信號經(jīng)SCADA系統(tǒng)傳入管網(wǎng)運行系統(tǒng)，就能及時對管內(nèi)腐蝕和腐蝕破壞進行預測和預警進行處理。?

本發(fā)明的有益效果是，可以在不開挖地下管道的情況下直接、迅速地測出管道的腐蝕深度，以及在超出管道腐蝕破壞時，進行管道預警，并能及時反饋到管網(wǎng)運行系統(tǒng)中，進行調(diào)整和處理，能減小爆管事故的發(fā)生率和提高傳輸系統(tǒng)的安全性。?

附圖說明

圖1是多層復合管道的立體圖；?

圖2是圖1的A-A剖面圖；

圖3是圖1的B-B剖面圖。

圖中：1襯里層，2腐蝕深度預測層，3主體管道層，4預警層，5測量探頭，6檢測線路。?

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明：?